地質(zhì)勘查中GPS技術(shù)的應(yīng)用

易承生

（湖北非金屬地質(zhì)公司湖北武漢430034）

地質(zhì)勘查中GPS技術(shù)的應(yīng)用

易承生

（湖北非金屬地質(zhì)公司湖北武漢430034）

隨著高新技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，GPS技術(shù)在地質(zhì)勘查活動(dòng)中的運(yùn)用越來越頻繁，在很大程度上提高了地質(zhì)勘查工作的精度、效率，并且節(jié)省了大量的人力、物力和時(shí)間，相對(duì)于傳統(tǒng)的勘查模式有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

全球定位系統(tǒng)地質(zhì)勘探資源定位

在以往的地質(zhì)勘查工作當(dāng)中，因?yàn)槭艿綏l件的限制，所以很難較為精準(zhǔn)的確立地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確地點(diǎn)，從而給地質(zhì)勘查的后續(xù)工作帶來了許多的不便之處，嚴(yán)重制約了我國(guó)地質(zhì)勘查工作的進(jìn)程。在現(xiàn)代化地質(zhì)勘查作業(yè)當(dāng)中，地質(zhì)勘查人員通過借助GPS系統(tǒng)在很大程度上提高了地質(zhì)勘查地點(diǎn)的定位精度，進(jìn)而幫助地質(zhì)工作人員更好的完成了相關(guān)的工作任務(wù)。

1　GPS技術(shù)在地質(zhì)勘查中的實(shí)際應(yīng)用原理

GPS在地質(zhì)勘查工作過程中的實(shí)際工作原理，是通過對(duì)于所接受的衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理反饋后，得出的正確空間地理位置的定位。GPS系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探定位模式來說兼具有定位性、實(shí)時(shí)性和全球性三個(gè)特點(diǎn)，而且GPS系統(tǒng)還有非常到位的抗干擾能力和關(guān)鍵信息加密功能。一套完整的GPS地面檢測(cè)保障系統(tǒng)應(yīng)該由以下三個(gè)大的部分組成，分別是監(jiān)控站、注入站和主控站。在這其中，主控站負(fù)責(zé)的是計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)站檢測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，然后得到相對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的種差參數(shù)和軌道參數(shù)的實(shí)際數(shù)據(jù)，再將這些計(jì)算出的種差參數(shù)和軌道參數(shù)加密成導(dǎo)航電文發(fā)送到系統(tǒng)中另外一個(gè)大部分——注入站，并最終這些數(shù)據(jù)注入到各個(gè)衛(wèi)星自身所攜帶的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器當(dāng)中。與此同時(shí)，GPS的系統(tǒng)空間內(nèi)應(yīng)該包含有三顆在軌的實(shí)際備用衛(wèi)星以及21顆之間實(shí)際工作衛(wèi)星。這些構(gòu)成GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星應(yīng)該在太空中六個(gè)衛(wèi)星軌道面上呈現(xiàn)出一個(gè)平均分配的狀態(tài)，這樣相關(guān)衛(wèi)星給用戶所發(fā)送的相關(guān)導(dǎo)航定位信號(hào)就是連續(xù)性的，所應(yīng)用的兩個(gè)無線電載波都應(yīng)同屬于L波段。GPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、終端接收器以及用戶所使用的終端個(gè)人設(shè)備共同構(gòu)成了一個(gè)嚴(yán)密的GPS系統(tǒng)，在這個(gè)嚴(yán)密的系統(tǒng)當(dāng)中，承擔(dān)終端任務(wù)的設(shè)備往往都是計(jì)算機(jī)。依據(jù)在一定相關(guān)衛(wèi)星高度上所獲得到的實(shí)際衛(wèi)星信號(hào)，GPS的接收機(jī)都能夠?qū)ζ溥M(jìn)行成功的捕獲，捕獲之后在進(jìn)行相關(guān)的定位跟蹤工作，而對(duì)這些捕獲信號(hào)所做的放大或者是交換等類似的二次處理則可以通過L2和L1載波觀測(cè)值來進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)相關(guān)精度的高水平測(cè)量，進(jìn)而滿足地質(zhì)勘查工作中對(duì)于地質(zhì)勘查地點(diǎn)的高精度要求。

2　GPS系統(tǒng)野外數(shù)據(jù)信息的收集工作

2.1野外GPS信息采集的準(zhǔn)備工作

GPS接收機(jī)中PROMARK-X型在使用之前一定要初始化,在其初始化過之后在300英里之內(nèi)移動(dòng),不需要在進(jìn)行初始化就能夠進(jìn)行測(cè)量。其實(shí)際的初始化在選擇的當(dāng)前坐標(biāo)格式中完成,則該型號(hào)的GPS機(jī)的相關(guān)缺省坐標(biāo)系統(tǒng)則為L(zhǎng)otn/Lat。在用GPS系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)測(cè)量工作的時(shí)候，一般情況下是需要兩臺(tái)或者是兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)，這兩臺(tái)GPS接收機(jī)當(dāng)中一臺(tái)當(dāng)作主要的基站，另外一臺(tái)當(dāng)作流動(dòng)的野外基站。野外的流動(dòng)GPS接收機(jī)以及野外基站的衛(wèi)星信號(hào)接受應(yīng)該在數(shù)據(jù)采集工作之后進(jìn)行，并且要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理，之后就可以獲得較為精確的毫米、或者是厘米級(jí)別的測(cè)量坐標(biāo)了。在進(jìn)行相關(guān)的初始化工作之后，地質(zhì)勘查人員還需要建立自定義的坐標(biāo)系統(tǒng)，，這個(gè)自定義的坐標(biāo)系統(tǒng)要能夠與Lon/Lat坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到獲得相關(guān)測(cè)量坐標(biāo)的目的。因此，在實(shí)際的野外勘探工作之前，需要對(duì)每一臺(tái)接受設(shè)備都進(jìn)行坐標(biāo)的統(tǒng)一工作，以滿足實(shí)際工作過程中的同步要求。

2.2野外基站相關(guān)位置的選擇

地質(zhì)勘查工作大部分的工作地點(diǎn)都在一些交通不是十分便利的地區(qū)，因?yàn)樯礁?、林密所以視野條件較差，因此在進(jìn)行相關(guān)的基站位置選取的時(shí)候一定要注意觀察周圍的環(huán)境。首先，視野一定要選取在較為寬闊的地區(qū)，能夠有利于衛(wèi)星信號(hào)的收集工作，而這些地區(qū)一般都是位于山頂或者平原地位。不僅如此，在注意衛(wèi)星基站的視野條件之外，衛(wèi)星基站的海拔高度也是一個(gè)十分值得重視的問題。微型基站測(cè)量數(shù)據(jù)的精度越高，由此所計(jì)算出的差分值所能夠達(dá)到的實(shí)際精度也就會(huì)越高。而地質(zhì)勘查工作的很多數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)都是建立在這些基站所收集到的數(shù)據(jù)上的，因此重視野外基站相關(guān)位置的選擇就是提高地質(zhì)勘查工作精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)應(yīng)該引起地質(zhì)勘查工作人員的重視。

2.3野外流動(dòng)站的相關(guān)數(shù)據(jù)采集

PROMARK-X型的GPS在進(jìn)行高精度的數(shù)據(jù)位置采集的過程中,其流動(dòng)站的數(shù)據(jù)采集在進(jìn)行差分之后,其實(shí)際的處理結(jié)果的精度好壞與其衛(wèi)星高度角、可視衛(wèi)星實(shí)際數(shù)目、衛(wèi)星的相關(guān)幾何分布以及基線的情況等因素有著直接性的關(guān)聯(lián)。而當(dāng)GPS系統(tǒng)在進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息采集的時(shí)候，往往需要具備較為充足的衛(wèi)星信號(hào)才能夠開展下一步的采集工作，在實(shí)際的采集工作進(jìn)行過程中，要求采集對(duì)象距離野外流動(dòng)站的距離保持在1000m以內(nèi)，數(shù)據(jù)采集的時(shí)間應(yīng)該保持在15min以上。距離野外基站保持在5000m以上時(shí)，數(shù)據(jù)采集的時(shí)序時(shí)間應(yīng)該保持在30min以上。而當(dāng)采集對(duì)象距離野外基站10km以上的時(shí)候，信息采集的時(shí)間應(yīng)該在45分鐘左右。如果測(cè)量對(duì)象的距測(cè)量基站千米以上，這個(gè)時(shí)候獲得的測(cè)量精度并不能夠得到保障。

3　結(jié)語

GPS技術(shù)一在地質(zhì)勘查工作中運(yùn)用就受到了極大的肯定，并逐漸的發(fā)展成了一種對(duì)于地質(zhì)勘查工作影響極大的技術(shù)手段，而且隨著科技水平的不斷提升，其在地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用范圍也在呈現(xiàn)不斷擴(kuò)散的趨勢(shì)。其全天候、高精度、高效率的測(cè)量特點(diǎn)讓GPS系統(tǒng)能夠充分的滿足地質(zhì)勘查工作中每個(gè)階段對(duì)于相關(guān)技術(shù)的實(shí)際要求，不但能夠在很大程度上起到節(jié)省人力物力的作用，還可以顯著提升地質(zhì)勘查工作的工作效率，而且GPS在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用前景十分廣泛，值得相關(guān)從業(yè)人員投入大量的精力去研究。

[1]李為樂.RS和GIS在高寒山區(qū)鐵路地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,(09):132-133.

[2]李玉霞,楊武年,劉漢湖,戴曉愛,夏濤.遙感圖像三維可視化技術(shù)在西部高原區(qū)機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程中的應(yīng)用---以昆明小哨機(jī)場(chǎng)為例[J].物探化探計(jì)算技術(shù),2007,(03):98-99.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-278-1